BASISBOEK WISKUNDE. voor havo, vwo, hbo en universiteit. Jan van de Craats en Rob Bosch. Een imprint van Pearson Education

BASISBOEK WISKUNDE voor havo, vwo, hbo en universiteit Jan van de Craats en Rob Bosch Een imprint van Pearson Education

ISBN: 90-430-1156-8 NUR: 123 Trefw: wiskunde, wiskundeonderwijs Illustraties en LATEX -opmaak: Jan van de Craats Omslag: Inkahootz, Amsterdam Prof. dr. J. van de Craats is hoogleraar in de wiskunde aan de Universiteit van Amsterdam en de Open Universiteit, drs. R. Bosch is docent wiskunde aan de Koninklijke Militaire Academie te Breda. Dit boek is gedrukt op een papiersoort die niet met chloorhoudende chemicaliën is gebleekt. Hierdoor is de productie van dit boek minder belastend voor het milieu. Copyright c 2005 Jan van de Craats en Rob Bosch. All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission of the publisher. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij electronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enige andere manier, zonder voorafgaande toestemming van de uitgever. Voorzover het maken van kopieën uit deze uitgaven is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j het Besluit van 20 juni 1974, St.b. 351, zoals gewijzigd bij Besluit van 23 augustus 1985, St.b. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht. Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers of andere compilatie- of andere werken (artikel 16 Auteurswet 1912), in welke vorm dan ook, dient men zich tot de uitgever te wenden.

Inhoudsopgave Voorwoord 1 I Getallen 3 1 Rekenen met gehele getallen 4 Optellen, aftrekken en vermenigvuldigen............. 5 Delen met rest............................. 5 Delers en priemgetallen....................... 7 De ggd en het kgv........................... 9 2 Rekenen met breuken 10 Rationale getallen........................... 11 Optellen en aftrekken van breuken................. 13 Vermenigvuldigen en delen van breuken............. 15 3 Machten en wortels 16 Gehele machten............................ 17 Wortels van gehele getallen..................... 19 Wortels van breuken in standaardvorm.............. 21 Hogeremachtswortels in standaardvorm.............. 23 Gebroken machten.......................... 25 II Algebra 27 4 Rekenen met letters 28 Prioriteitsregels............................ 29 Haakjes uitwerken en buiten haakjes brengen........... 33 De bananenformule.......................... 37 5 Merkwaardige producten 38 Het kwadraat van een som of een verschil............. 39 Het verschil van twee kwadraten.................. 39 6 Breuken met letters 44 Splitsen en onder één noemer brengen............... 45 Breuken vereenvoudigen....................... 47

III Getallenrijen 49 7 Faculteiten en binomiaalcoëfficiënten 50 De formules voor (a + b) 3 en (a + b) 4................ 51 Binomiaalcoëfficiënten en de driehoek van Pascal........ 53 Het berekenen van binomiaalcoëfficiënten............. 55 Het binomium van Newton en de sigma-notatie......... 57 8 Rijen en limieten 58 Rekenkundige rijen.......................... 59 Meetkundige rijen........................... 61 Limieten van rijen........................... 63 IV Vergelijkingen 67 9 Eerstegraadsvergelijkingen 68 Algemene oplossingsregels..................... 69 Ongelijkheden............................. 71 Een vergelijking reduceren tot een eerstegraadsvergelijking... 73 10 Tweedegraadsvergelijkingen 74 Tweedegraadsvergelijkingen.................... 75 Kwadraatafsplitsen.......................... 77 De abc-formule............................ 79 11 Stelsels eerstegraadsvergelijkingen 80 Twee vergelijkingen met twee onbekenden............ 81 Drie vergelijkingen met drie onbekenden............. 83 V Meetkunde 85 12 Lijnen in het vlak 86 De vergelijking van een lijn in het vlak............... 87 De vergelijking van de lijn door twee punten........... 89 Het snijpunt van twee lijnen..................... 91 13 Afstanden en hoeken 92 Afstand en middelloodlijn...................... 93 De normaalvector van een lijn.................... 95 Loodrechte stand van lijnen en vectoren.............. 97 Het inproduct............................. 99 14 Cirkels 100 Cirkelvergelijkingen......................... 101 De snijpunten van een cirkel en een lijn.............. 103 De snijpunten van twee cirkels................... 105 Raaklijnen aan een cirkel....................... 107

15 Meetkunde in de ruimte 108 Coördinaten en inproduct in de ruimte............... 109 Vlakken en normaalvectoren.................... 111 Evenwijdige en elkaar snijdende vlakken............. 113 De drievlakkenstelling........................ 115 Bollen en raakvlakken........................ 117 VI Functies 119 16 Functies en grafieken 120 Eerstegraadsfuncties......................... 121 Tweedegraadsfuncties en parabolen................ 123 Snijpunten van grafieken....................... 125 Gebroken lineaire functies...................... 127 Machtsfuncties, wortelfuncties en de absolute-waardefunctie.. 129 Polynomen............................... 131 Rationale functies........................... 133 17 Goniometrie 134 Hoekmeting.............................. 135 De sinus, de cosinus en de tangens................. 137 Grafieken van goniometrische functies............... 139 Optelformules en dubbele-hoekformules............. 141 De arcsinus, de arccosinus en de arctangens............ 143 Een standaardlimiet.......................... 145 Driehoeksmeting........................... 147 18 Exponentiële functies en logaritmen 148 Exponentiële functies......................... 149 Logaritmische functies........................ 151 De functie e x en de natuurlijke logaritme............. 153 Meer over logaritmische functies.................. 155 19 Geparametriseerde krommen 156 Krommen in het vlak......................... 157 Poolcoördinaten............................ 159 Krommen in de ruimte........................ 161 Rechte lijnen in parametervorm................... 163 VII Calculus 165 20 Differentiëren 166 Raaklijn en afgeleide......................... 167 Differentieerbaarheid......................... 169 Rekenregels en standaardafgeleiden................ 171 Hogere afgeleiden........................... 173 Een vijfdegraadspolynoom..................... 175

Stijgen, dalen en het teken van de afgeleide............ 177 Extreme waarden........................... 179 Stationaire punten en buigpunten.................. 181 21 Differentialen en integralen 182 Differentialen definitie en rekenregels.............. 183 Foutenschattingen........................... 185 Hoe goed is de differentiaal als benadering?............ 187 Een oppervlakteberekening..................... 189 Oppervlakte en primitieve functie................. 191 Integralen algemene definitie en rekenregels.......... 193 Nogmaals het verband tussen oppervlakte en integraal..... 195 Onbepaalde integralen........................ 197 De primitieve functies van f(x) = 1 x................ 199 22 Integratietechnieken 200 De substitutieregel.......................... 201 Expliciete substituties......................... 203 Partieel integreren........................... 205 Voorbeelden van partieel integreren................ 207 Oneigenlijke integralen van type 1................. 209 Oneigenlijke integralen van type 2................. 211 Sommen en integralen........................ 213 Numerieke integratiemethoden................... 215 Is primitiveren in formulevorm altijd mogelijk?.......... 217 23 Toepassingen 218 De raakvector aan een geparametriseerde kromme........ 219 De lengte van een kromme...................... 221 De inhoud van een omwentelingslichaam............. 223 De oppervlakte van een omwentelingsoppervlak......... 225 Exponentiële groei.......................... 227 Logistische groei het lijnelementenveld............. 229 Logistische groei de oplossingsfuncties............. 231 VIII Achtergronden 233 24 Reële getallen en coördinaten 235 De reële getallenrechte........................ 235 De accolade-notatie voor verzamelingen.............. 236 Intervallen............................... 236 Wiskunde en werkelijkheid..................... 237 Coördinaten in het vlak....................... 237 De stelling van Pythagoras...................... 239 Coördinaten in de ruimte...................... 240

25 Functies, limieten en continuïteit 241 Functie, domein en bereik...................... 241 Inverteerbare functies......................... 242 Symmetrie............................... 243 Periodiciteit.............................. 243 Limieten................................ 244 Continuïteit.............................. 245 26 Aanvullende afleidingen 249 Inproduct en cosinusregel...................... 249 Exponentiële en logaritmische functies............... 249 Rekenregels voor afgeleide functies................. 250 Differentialen en de kettingregel.................. 251 Standaardafgeleiden......................... 252 Antwoorden 257 Formuleoverzicht 297 Trefwoordenregister 305

Voorwoord Dit boek bevat alle basiswiskunde die nodig is als ingangsniveau voor een universitaire of HBO-studie op het gebied van de bètavakken, informatica, economie en verwante studierichtingen. Voor bètastudies zijn alle behandelde onderwerpen van belang, voor informatica en economische richtingen kunnen sommige stukken uit de hoofdstukken 17 (goniometrie), 22 (integratietechnieken) en 23 (toepassingen) terzijde gelaten worden. Met basiswiskunde bedoelen we algebra, getallenrijen, vergelijkingen, meetkunde, functies en calculus (dat wil zeggen differentiaal- en integraalrekening). Kansrekening en statistiek aparte wiskundevakken met een eigen invalshoek behandelen we niet. In de hier gekozen didactische opzet staat oefenen centraal. Net als bij iedere vaardigheid, of het nu om voetballen, pianospelen of het leren van een vreemde taal gaat, is er ook maar één manier om wiskunde onder de knie te krijgen: veel oefenen. Bij voetballen moet je trainen, bij pianospelen studeren en bij het leren van een vreemde taal woordjes leren. Zonder basistechniek kom je nergens; bij wiskunde is het niet anders. Waarom wiskunde leren? Natuurlijk gaat het de meeste gebruikers uiteindelijk om toepassingen in hun vak. Maar daarbij kun je wiskunde als taal en als instrument niet missen. Wie bijvoorbeeld een studieboek op het gebied van de exacte vakken openslaat, ziet vaak een stortvloed aan formules. Formules die wetmatigheden in het vak uitdrukken die met behulp van wiskundige technieken afgeleid zijn. Via wiskundige bewerkingen worden ze met andere formules gecombineerd om weer nieuwe wetmatigheden op het spoor te komen. Die manipulaties omvatten gewone algebraïsche omvormingen, maar ook het toepassen van logaritmen, exponentiële functies, goniometrie, differentiëren, integreren en nog veel meer. Dat zijn wiskundige technieken die de gebruiker moet leren hanteren. Het invullen van getalswaarden in formules om in een concreet geval een numeriek eindresultaat te verkrijgen, is daarbij slechts bijzaak; waar het om gaat, zijn de ideeën die erachter zitten, de wegen naar nieuwe formules en de nieuwe inzichten die je daardoor verwerft. Het hoofddoel van wiskundeonderwijs dat voorbereidt op HBO en universiteit moet dan ook het aanleren van die universele wiskundige vaardigheden zijn. Universeel, omdat dezelfde wiskundige technieken in de meest uiteenlopende vakgebieden toegepast worden. Formulevaardigheid verwer-

Voorwoord 2 ven, daar draait het vooral om. En vaardigheid in het omgaan met functies en hun grafieken. Gecijferdheid, het handig kunnen rekenen en het vlot kunnen werken met getallen, is bij dit alles slechts een klein onderdeel. De rol van een rekenmachine (al dan niet grafisch) is in dit boek dan ook uitermate bescheiden; we zullen er nauwelijks gebruik van maken. Waar zo n apparaat bij het maken van de opgaven noodzakelijk is, hebben we dat expliciet aangegeven. Voor wie is dit boek bedoeld? Om te beginnen voor alle scholieren en studenten die zich bij wiskunde onzeker voelen omdat er gaten in hun basiskennis zitten. Zij kunnen hun wiskundige vaardigheden hiermee bijspijkeren. Maar het kan ook gebruikt worden als leerboek of als cursusboek. Door de doordachte, stapsgewijze opbouw van de stof met korte toelichtingen is het geschikt voor zelfstudie. Toch zal het altijd moeilijk blijven een vak als wiskunde helemaal door zelfstudie te leren: de waarde van een goede leraar als gids door de lastige materie kan moeilijk overschat worden. Hoe zit dit boek in elkaar? Alle hoofdstukken (op de laatste drie na) zijn op dezelfde manier opgebouwd: op de linkerbladzijden opgaven, op de rechterbladzijden de bijbehorende uitleg. De gebruiker wordt uitdrukkelijk uitgenodigd om eerst aan de opgaven links te beginnen. Wie vastloopt, onbekende begrippen of notaties tegenkomt of bepaalde details niet helemaal goed meer weet, raadpleegt de tekst rechts en indien nodig het trefwoordenregister. De opgaven zijn zorgvuldig uitgekozen: eenvoudig beginnen met veel soortgelijke sommen om de vaardigheden goed te oefenen. Met heel kleine stapjes wordt de moeilijkheid geleidelijk opgevoerd. Wie alle opgaven van een hoofdstuk gemaakt heeft, kan er zeker van zijn dat hij of zij de stof begrijpt en beheerst. Bij onze uitleg gaan we niet op alle wiskundige finesses in. Wie meer over de wiskundige achtergronden wil weten, vindt achterin drie hoofdstukken zonder opgaven met verdere verklaringen. Ze staan niet voor niets achterin: alleen wie al behoorlijk wiskundig bedreven is, zal ze kunnen waarderen. En de lezer die er niet aan toe komt, heeft geen probleem: wat voor de toepassingen nodig is, staat in de eerdere hoofdstukken. Een formuleoverzicht, een trefwoordenregister en een volledige antwoordenlijst completeren het boek. Wij hopen dat onze lezers dit boek met succes en plezier zullen gebruiken. Oosterhout en Breda, juni 2005, Jan van de Craats en Rob Bosch

II Algebra (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd De algebra is de kunst van het rekenen met letters. Die letters stellen meestal getallen voor. In de eerste twee hoofdstukken van dit deel behandelen we de grondprincipes van de algebra: prioriteitsregels, haakjes uitwerken, termen buiten haakjes brengen, de bananenformule en de merkwaardige producten. Het laatste hoofdstuk gaat over het rekenen met breuken waarin letters voorkomen, met name over het vereenvoudigen, het onder één noemer brengen en het splitsen van zulke breuken.

4 Rekenen met letters Bij de volgende opgaven gaat het er om de gegeven waarden in te vullen (te substitueren) in de gegeven algebraïsche uitdrukking en het resultaat te berekenen. 4.1 Substitueer a = 3 in a. 2a 2 b. a 2 + a c. 4a 3 2a d. 3a 3 3a 2 e. a(2a 3) 4.3 Substitueer a = 4 in a. 3a 2 2a b. a 3 + 2a 2 c. 2(a 2 2a) d. (2a 4)( a + 2) e. (3a 4) 2 4.5 Substitueer a = 3 en b = 2 in a. 2a 2 b b. 3a 2 b 2 2ab c. 3a 2 b 3 + 2ab 2 d. 2a 3 b 3ab 3 e. 5ab 2 2a 2 + 3b 3 4.7 Substitueer a = 5 en b = 2 in a. 3(ab) 2 2ab b. a(a + b) 2 (2a) 2 c. 3ab(a + 2b) 2 d. 3a(a 2b)(a 2 2ab) e. (a 2 b 2ab 2 ) 2 4.2 Substitueer a = 2 in a. 3a 2 b. a 3 + a c. 3(a 2 2a) d. 2a 2 + a e. 2a( a + 3) 4.4 Substitueer a = 3 in a. a 2 + 2a b. a 3 2a 2 c. 3(a 2 2a) d. (2a 1)( 3a + 2) e. (2a + 1) 2 4.6 Substitueer a = 2 en b = 3 in a. 3ab a b. 2a 2 b 2ab c. 3ab 2 + 3ab d. a 2 b 2 2a 2 b + ab 2 e. a 2 + b 2 + 4ab 4.8 Substitueer a = 2 en b = 1 in a. (a 2 b) 3 2(ab 2 ) 2 b. b(3a 2 2b) 2 c. (3a 2 b 2ab 2 )(2a 2 b 2 ) d. (a 2 + b 2 )(a 2 b 2 ) e. ( ( a 2 b + 2b)(ab 2 2a) ) 2 28

29 4 Rekenen met letters Prioriteitsregels Letters in algebraïsche uitdrukkingen stellen in dit deel steeds getallen voor. Met die letters zijn dan ook gelijk rekenkundige bewerkingen gedefinieerd. Zo is a + b de som van a en b, a b het verschil van a en b enzovoort. Bij het vermenigvuldigen vervangen we het maalteken vaak door een punt, of we laten het helemaal weg. We schrijven dus vaak a b of ab in plaats van a b. Vaak gebruiken we ook mengvormen van letters en getallen: 2ab betekent 2 a b. Het is gebruikelijk om in zulke mengvormen het getal voorop te zetten, dus 2ab en niet a2b of ab2. Het is gebruikelijk om de volgende prioriteitsregels te hanteren: a. Optellen en aftrekken geschieden in de volgorde waarin deze bewerkingen voorkomen, van links naar rechts. b. Vermenigvuldigen en delen geschieden in de volgorde waarin deze bewerkingen voorkomen, van links naar rechts. c. Vermenigvuldigen en delen hebben voorrang boven optellen en aftrekken. We geven hieronder enige voorbeelden waarbij we in het rechterlid de volgorde van de bewerkingen met haakjes expliciet aangeven. a b + c = (a b) + c a bc = a (b c) a + b : c = a + (b : c) a : b c = (a : b) c Bij het laatste voorbeeld past de kanttekening dat wanneer men het linkerlid noteert als a : bc velen dit op zullen vatten als a : (b c), en dat is echt iets anders dan (a : b) c. Neem bijvoorbeeld a = 1, b = 2 en c = 3, dan is (a : b) c = 2 3 en a : (b c) = 6 1. Het verdient daarom aanbeveling om in gevallen waarin dergelijke misverstanden dreigen, haakjes te gebruiken. Schrijf dus liever niet a : bc maar a : (bc) wanneer dat laatste de bedoeling is. Meer in het algemeen: Gebruik haakjes in alle gevallen waarin misverstanden omtrent de volgorde van het uitvoeren van algebraïsche bewerkingen zouden kunnen ontstaan!

II Algebra 30 4.9 Substitueer a = 3 in a. a 2 a a 1 b. 2a 3 a 2 1 c. a 3 + a 2 a 2 a d. 1 a 1 + 1 a + 1 e. a 2 + 1 2a 1 2a 1 a 2 + 1 4.10 Substitueer a = 2 en b = 3 in a. a 2 b a ab 2 b b. (a + b) 2 (a b) 2 c. d. e. ab 2 + ab a 2 b ab a b b a a 2 a 2 b 2 a2 + b 2 b 2 Schrijf de volgende uitdrukkingen zo eenvoudig mogelijk als een macht of een product van machten. 4.11 a. a 3 a 5 b. b 3 b 2 c. a 4 a 7 d. b b 3 e. a 7 a 7 4.13 a. (ab) 4 b. (a 2 b 3 ) 2 c. (a 4 b) 3 d. (a 2 b 3 ) 4 e. (a 3 b 4 ) 5 4.12 a. (a 2 ) 3 b. (b 3 ) 4 c. (a 5 ) 5 d. (b 4 ) 2 e. (a 6 ) 9 4.14 a. a 4 a 3 a b. 2a 5 3a 5 c. 4a 2 3a 2 5a 2 d. 5a 3 6a 4 7a e. a 2a 2 3a 3

31 4 Rekenen met letters Schrijf de volgende uitdrukkingen zo eenvoudig mogelijk als een macht of een product van machten. 4.15 a. (2a 2 ) 3 b. (3a 3 b 4 ) 4 c. (4a 2 b 2 ) 2 d. (5a 5 b 3 ) 3 e. (2ab 5 ) 4 4.17 a. 3a 2 2a 3 4a 5 b. 5a 3 2a 2 4a 3 3a 2 c. 4a 2 2a 4 5a 5 d. 2a 4 3a 5 3a 6 e. 3a 2 2a 4 4a 4.19 a. 3a 2 (2a 3 ) 2 b. ( 3a 3 ) 2 (2a 2 ) 3 c. (3a 4 ) 3 5a 6 d. 2a 2 (5a 3 ) 3 3a 5 e. 2a 5 ( 2a) 5 5a 2 4.16 a. 3a 2 b 5ab 4 b. 6a 3 b 4 4a 6 b 2 c. 3a 2 b 2 2a 3 b 3 d. 7a 5 b 3 5a 7 b 5 e. 8a 2 b 4 3ab 2 6a 5 b 4 4.18 a. ( 2a 2 ) 3 b. ( 3a 3 ) 2 c. ( 5a 4 ) 4 d. ( a 2 b 4 ) 5 e. ( 2a 3 b 5 ) 7 4.20 a. 2a 3 b 4 ( 3a 2 b 3 ) 2 b. ( 2a 2 b 4 ) 3 ( 3a 2 b 5 ) 2 c. 2a 2 b( 2a 2 b) 2 ( 2a 2 b) 3 d. 3a 4 b 2 ( 3a 2 b 4 ) 3 ( 2a 3 b 2 ) 2 e. (2a 3 ) 4 ( 3b 2 ) 2 (2a 2 b 3 ) 3 4.21 a. (3a 2 b 3 c 4 ) 2 (2ab 2 c 3 ) 3 b. ( 2a 3 c 4 ) 2 ( a 2 b 3 ) 3 (2b 3 c 2 ) 4 c. 2a 2 c 3 (3a 3 b 2 c) 4 ( 5ab 2 c 5 ) d. ( 2a 3 c) 6 (5a 3 b 2 ) 2 ( 5b 3 c 4 ) 4 e. ( 3a 2 b 2 c 2 ) 3 ( 2a 3 b 3 c 3 ) 2 4.22 a. b. c. d. e. ( (a 3 ) 4) 3 ( ( a 2 ) 3 (2a 3 ) 2) 2 ( (2a 2 b 3 ) 2 ( 3a 3 b 2 ) 3) 2 ( 2a( a 3 ) 2) 5 ( 2( a 2 ) 3) 2 ( 3( a 4 ) 2) 3

II Algebra 32 Werk bij de volgende opgaven de haakjes uit. 4.23 a. 3(2a + 5) b. 8(5a 2) c. 5(3a 2) d. 12( 5a + 1) e. 7(7a + 6) 4.25 a. 2a(a 2 + 9) b. 3a 2 (4a 7) c. 5a 2 (2a 2 + 4) d. 9a 2 (a 2 + 2a) e. 3a(a 2 4a) 4.27 a. 2(3a + 4b) b. 5(2a 5b) c. 2a(a + 2b) d. 16a( 4a + 6b) e. 22a(8a 11b) 4.29 a. 2a 2 (3a 2 + 2b 3) b. 5a 3 (2a 2 + a 2b) c. 2b 2 (3a 2 + 2b 2 ) d. 4a 3 ( 2a 2 + 5b 2 2b) e. 14b 3 (14a 2 + 2a 5b 2 ) 4.31 a. 2ab(a 2 + 2ab b 2 ) b. 5ab( 3a 2 b + 2ab 2 6b) c. 6ab 2 (2a 2 b 5ab b 2 ) d. 12a 2 b 2 ( 12a 2 b 2 + 6ab 12) e. 6ab 2 (2a 2 b + 9ab ab 2 ) 4.24 a. 2a(a 5) b. 7a(2a + 12) c. 13a(9a 5) d. 8a(8a 15) e. 21a(3a + 9) 4.26 a. 4a 2 (3a 2 + 2a + 3) b. 3a 2 (2a 3 + 5a 2 a) c. 7a 3 (2a 2 + 3a 6) d. 12a 2 ( 6a 3 2a 2 + a 1) e. 5a 2 (3a 4 + a 2 2) 4.28 a. 3a(9a + 5b 12) b. 2a 2 (7a 6b) c. 8a 2 (7a + 4b 1) d. 6a 2 ( 2a + 2b + 2) e. 13a 2 (13a + 12b 14) 4.30 a. 2a 2 (a 2 + 3ab) b. 5a 2 (3a 2 + 2ab 3b 2 ) c. 2a 3 (3a 3 + 2a 2 b 2 b 2 ) d. 3a 4 (2a 3 + 2a 2 b 2 + 2ab 2 ) e. 7a 3 ( 7a 3 + 3a 2 b 4ab 2 ) 4.32 a. a 3 b 2 ( 5a 2 b 3 + 2a 2 b 2 ab 3 ) b. a 2 b 3 ( a 3 b 2 a 2 b 14) c. 15a 4 b 3 ( a 3 b 4 6a 2 b 3 + ab 4 ) d. a 5 b 4 (13a 4 b 5 12a 2 b 3 + 9ab 5 ) e. 7a 2 b 2 ( 7a 3 7ab 2 1)

33 4 Rekenen met letters Haakjes uitwerken en buiten haakjes brengen De distributieve wetten luiden: a(b + c) = ab + ac (a + b)c = ac + bc Ze zijn algemeen geldig, welke getallen je ook invult voor a, b en c. Voorbeelden: 15(3 + 8) = 15 3 + 15 8 = 45 + 120 = 165, (3 8)( 11) = 3 ( 11) + ( 8) ( 11) = 33 + 88 = 55. Met de distributieve wetten kun je haakjes uitwerken, of een term buiten haakjes brengen. Voorbeelden: 5a 2 (4b 2c) = 20a 2 b 10a 2 c 3ab(c + 2b) = 3abc + 6ab 2 (5a 2b)3c 2 = 15ac 2 6bc 2 Let erop dat de distributieve wetten in hun meest eenvoudige, kale vorm zijn geformuleerd, maar dat we bij de voorbeelden voor a, b en c allerlei algebraische uitdrukkingen hebben gesubstitueerd. Het is juist deze mogelijkheid om met formules te manipuleren die de algebra tot zo n nuttig instrument maakt. Bedenk ook dat het maalteken in al deze voorbeelden weggelaten is. Mét maaltekens luidt het eerste voorbeeld 5 a 2 (4 b 2 c) = 20 a 2 b 10 a 2 c waarmee zo n formule weliswaar omslachtiger, maar voor de beginner wel begrijpelijker wordt. We kunnen het bovenstaande ook toepassen in samenstellingen en combinaties. Voorbeelden: 3a(4b 2c) + 2b(a 3c) = 12ab 6ac + 2ab 6bc = 14ab 6ac 6bc 4a(b + c) 5a(2b 3c) = 4ab + 4ac 10ab + 15ac = 6ab + 19ac 2a(b 3c) 5c(a + 2b) = 2ab + 6ac 5ac 10bc = 2ab + ac 10bc Let in de laatste twee voorbeelden vooral op de tekens!

II Algebra 34 Werk de haakjes uit: 4.33 a. 2a(a + 6) 4(a + 2) b. 4a(3a + 6) + 2(a 3) c. 7a( 2a 1) 2a( 7a + 1) d. 8a(a 8) 2( a + 5) e. 5a(2a 5) + 5(2a 1) f. 2a(a + 1) (a 1) 4.34 a. 3a(a + 2b) b( 2a + 2) b. a(a b) + b( a + 1) c. 2a(2a + b) 2b( a + b) 2(a b) d. b( a + 2b) + 3(2a b) a(2a + b) e. 5a(a + 2b) + 2b(5a b)+ ab(2ab + 10) Breng bij de volgende opgaven zo veel mogelijk factoren buiten haakjes. 4.35 a. 6a + 12 b. 12a + 16 c. 9a 12 d. 15a 10 e. 27a + 81 4.37 a. 6a + 9b 15 b. 14a + 35b 21 c. 18a 24b 12c d. 28a 70b + 42c e. 45a + 27b 63c 18 4.39 a. 3a 2 + 6a b. 9a 3 + 6a 2 3a c. 15a 4 10a 3 + 25a 2 d. 27a 6 18a 4 36a 2 e. 48a 4 24a 3 + 36a 2 + 60a 4.36 a. 3a 6b + 9 b. 12a + 8b 16 c. 9a + 12b + 3 d. 30a 24b + 60 e. 24a + 60b 36 4.38 a. a 2 + a b. a 3 a 2 c. a 3 a 2 + a d. a 4 + a 3 a 2 e. a 6 a 4 + a 3 4.40 a. 3a 2 b + 6ab b. 9a 2 b 9ab 2 c. 12ab 2 4ab d. 14a 2 b 2 21ab 2 e. 18a 2 b 2 15a 2 b

35 4 Rekenen met letters Breng bij de volgende opgaven zo veel mogelijk factoren buiten haakjes. 4.41 a. 3a 3 b 2 + 6a 2 b b. 6a 4 b 3 9a 3 b 2 + 12a 2 b c. 10a 3 b 2 c 2 5a 2 bc 2 15abc d. 8a 6 b 5 c 4 12a 4 b 4 c 3 + 20a 3 b 4 c 3 e. a 3 b 3 c 3 + a 3 b 3 c 2 + a 3 b 3 c 4.43 a. a(b + 3) + 3(b + 3) b. a(b 1) 2(b 1) c. 2a(b + 4) + 7(b + 4) d. a 2 (2b 1) + 2(2b 1) e. a(b 2) (b 2) 4.45 a. (a + 1)(b + 1) + 3(b + 1) b. (2a 1)(b + 1) + (2a 1)(b 1) c. (a + 3)(2b 1)+ (2a 1)(2b 1) d. (a 1)(a + 3) + (a + 2)(a + 3) e. (a + 1) 2 + (a + 1) 4.42 a. 4a 2 b 3 c 2 + 2a 2 b 2 c 2 6a 2 bc 2 b. a 6 b 5 c 4 a 4 b 6 c 4 a 3 b 7 c 3 c. 2a 3 c 4 + 2a 2 b 2 c 3 4a 2 bc 2 d. a 7 b 6 + a 6 b 7 a 5 b 6 e. a 8 b 7 c 6 a 7 b 6 c 7 + a 6 b 6 c 6 4.44 a. a 2 (b + 1) a(b + 1) b. 6a(2b + 1) + 12(2b + 1) c. 2a(b 1) + 4(b 1) d. a 3 (4b + 3) a 2 (4b + 3) e. 6a 2 (2b + 3) 9a(2b + 3) 4.46 a. 2(a + 3) 2 + 4(a + 3) b. (a + 3) 2 (b + 1) 2(a + 3)(b + 1) c. (a 1) 2 (a + 2) (a 1)(a + 2) 2 d. 3(a + 2) 2 (a 2)+ 9(a + 2)(a 2) 2 e. 2(a + 4) 3 + 6(a + 4) 2 (a + 2)

II Algebra 36 Werk de haakjes uit. 4.47 a. (a + 3)(a + 1) b. (2a + 3)(a + 3) c. (a 6)(3a + 1) d. (4a 5)(5a + 4) e. (3a + 9)(2a 5) f. (6a 12)(4a + 10) 4.49 a. ( 4a + 1)(b 1) b. (3a 1)( b + 3) c. (13a + 12)(12b 13) d. (a 2 + 4)(a 4) e. (a 1)(a 2 + 7) f. (a 2 + 3)(a 2 + 9) 4.51 a. ( 8a 2 3a)(3a 2 8a) b. (2a 3 a)( 5a 2 + 4) c. ( a 3 + a 2 )(a 2 + a) d. (9a 4 5a 2 )(6a 3 + 2a 2 ) e. (7a 3 1)(8a 3 5a) f. ( 6a 5 5a 4 )( 4a 3 3a 2 ) 4.53 a. ( 3a + 2)(4a 2 a + 1) b. (2a + b)(a + b + 4) c. ( 3a + 3b)(3a 3b 3) d. (9a + 2)(2a 9b + 1) e. (a 2 + a)(a 2 a + 1) f. (2a 2 + 2a 1)(3a + 2) 4.55 a. (2a + b)(a b)(2a b) b. (5a 4b)(4a 3b)(3a 2b) c. 3a(a 2 + 3)(a 2) d. ( 3a + 1)(a + 3)( a + 1) e. 2a 2 (a 2 1)(a 2 + 2) f. (a 2 b ab)(ab 2 + ab)(a + b) 4.48 a. ( 3a + 8)(8a 3) b. (7a + 12)(8a 11) c. (17a + 1)(a 17) d. ( 2a + 6)( 3a 6) e. (a + 3)(b 5) f. (2a + 8)(3b + 5) 4.50 a. (2a 2 7)(a + 7) b. ( 3a 2 + 2)( 2a 2 + 3) c. (a 2 + 2a)(2a 2 a) d. (3a 2 4a)( 2a 2 + 5a) e. ( 6a 2 + 5)(a 2 + a) f. (9a 2 + 7a)(2a 2 7a) 4.52 a. (2ab + a)(3ab b) b. (3a 2 b + ab)(2ab 2 3ab) c. ( 2a 2 b 2 + 3a 2 b)(2ab 2 2ab) d. (8a 3 b 2 6ab 3 )( 4a 2 b 3 2ab 2 ) e. ( a 5 b 3 + a 3 b 5 )(a 3 b 5 ab 7 ) f. (2a + 3)(a 2 + 2a 2) 4.54 a. ( 2a 1)( a 2 3a 4) b. (a b 1)(a + b) c. (a 2 + ab + b 2 )(a 2 b 2 ) d. (a + 1)(a + 2)(a + 3) e. (a 1)(a + 2)(a 3) f. (2a + 1)(a 1)(2a + 3) 4.56 a. 3a 2 b(a 2 b 2 )(2a + 2b) b. (a + 1)(a 3 + a 2 a + 2) c. (a 2 + 2a + 1)(a 2 a + 2) d. ( 2a 2 + 3a + 1)(3a 2 2a 1) e. 3a(a 2 + 1)(a 2 2a + 4) f. (2a + b 5)(5a 2b + 2)

37 4 Rekenen met letters De bananenformule Voor het product van twee sommen van twee termen geldt de formule (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd die, zoals de boogjes al aangeven, ontstaat door twee maal een distributieve wet toe te passen: (a + b)(c + d) = a(c + d) + b(c + d) = ac + ad + bc + bd De boogjes vormen een handig geheugensteuntje; vanwege de vorm van de boogjes wordt deze formule soms de bananenformule genoemd. Ook deze formule kan weer in allerlei gecompliceerdere situaties gebruikt worden. Voorbeeld: (3a 2 + 7bc)(5ab 2c) = 15a 3 b 6a 2 c + 35ab 2 c 14bc 2 In sommige gevallen kunnen na uitwerken van de haakjes met behulp van de bananenformule nog termen worden samengenomen. Voorbeeld: (5a + 3b)(2a 7b) = 10a 2 35ab + 6ab 21b 2 = 10a 2 29ab 21b 2 Wanneer er meer dan twee termen tussen haakjes staan, gaat het uitwerken volgens hetzelfde principe als bij de bananenformule. Voorbeeld: (3a + 2b)(2c d + 8e) = 3a(2c d + 8e) + 2b(2c d + 8e) = 6ac 3ad + 24ae + 4bc 2bd + 16be

5 Merkwaardige producten Werk de haakjes uit: 5.1 a. (a + 6) 2 b. (a 2) 2 c. (a + 11) 2 d. (a 9) 2 e. (a + 1) 2 5.4 a. (2a + 5) 2 b. (3a 6) 2 c. (11a + 2) 2 d. (4a 9) 2 e. (13a + 14) 2 5.2 a. (b + 5) 2 b. (b 12) 2 c. (b + 13) 2 d. (b 7) 2 e. (b + 8) 2 5.5 a. (5b + 2) 2 b. (2a 3) 2 c. (9b + 7) 2 d. (4a 3) 2 e. (8b + 1) 2 5.3 a. (a + 14) 2 b. ( b + 5) 2 c. (a 15) 2 d. ( b 2) 2 e. ( a + 10) 2 5.6 a. (2a + 5b) 2 b. (3a 13b) 2 c. (a + 2b) 2 d. (2a b) 2 e. (6a + 7b) 2 5.7 a. (12a 5b) 2 b. ( 2a + b) 2 c. (7a 5b) 2 d. ( 14a + 3) 2 e. (a + 11b) 2 5.9 a. (2a + 7b) 2 b. (3a + 8b) 2 c. (5a 9b) 2 d. (7a 8b) 2 e. (6a 11b) 2 5.11 a. (2a 2 3b) 2 b. (3a 2 + 2b) 2 c. (9a 2 5b 2 ) 2 d. (12a 3 + 2b 2 ) 2 e. (20a 2 6b 3 ) 2 5.8 a. (a 2 + 5) 2 b. (a 2 3) 2 c. (b 2 1) 2 d. (a 3 + 2) 2 e. (b 4 7) 2 5.10 a. (a 2 + 3) 2 b. (b 2 4) 2 c. (2a 3 13) 2 d. (5b 2 + 14) 2 e. ( 12a 3 5) 2 5.12 a. (2a + 3) 2 + (a 1) 2 b. (a 5) 2 (a + 4) 2 c. (3a 1) 2 (2a 3) 2 d. (2a + b) 2 + (a + 2b) 2 e. ( 7a 2 + 9b 2 ) 2 (9a 2 7b 2 ) 2 38

39 5 Merkwaardige producten Enige bijzondere gevallen van de bananenformule worden zo vaak gebruikt dat ze een eigen naam gekregen hebben. Ze heten merkwaardige producten. Het kwadraat van een som of een verschil De eerste twee merkwaardige producten die we hier behandelen verschillen alleen in het teken. Eigenlijk zou het tweede product niet apart vermeld hoeven te worden, want het ontstaat uit het eerste door b te vervangen door b. Toch is het handig om de beide gevallen paraat te hebben. (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 (a b) 2 = a 2 2ab + b 2 Men leidt ze als volgt uit de bananenformule af: (a + b) 2 = (a + b)(a + b) = a 2 + ab + ab + b 2 = a 2 + 2ab + b 2 (a b) 2 = (a b)(a b) = a 2 ab ab + b 2 = a 2 2ab + b 2 Als vermakelijke, maar op zichzelf natuurlijk niet erg belangrijke toepassing berekenen we 2003 2 en 1998 2 uit het hoofd: 2003 2 = (2000 + 3) 2 = 2000 2 + 2 2000 3 + 3 2 = 4 000 000 + 12 000 + 9 = 4 012 009 en 1998 2 = 2000 2 2 2000 2 + 2 2 = 4 000 000 8 000 + 4 = 3 992 004. Belangrijker zijn natuurlijk de algebraïsche toepassingen, dat wil zeggen toepassingen waarbij formules in een andere vorm worden geschreven. Via de opgaven kun je jezelf daarin bekwamen. Het verschil van twee kwadraten Het volgende merkwaardige product gaat over het verschil van twee kwadraten: a 2 b 2 = (a + b)(a b) Ook dit product kan direct uit de bananenformule worden afgeleid: (a + b)(a b) = a 2 ab + ab b 2 = a 2 b 2 Als vermakelijke toepassing berekenen we uit het hoofd: 1997 2003 = 2000 2 3 2 = 4 000 000 9 = 3 999 991. Ook hier gaat het natuurlijk weer vooral om de algebraïsche toepassingen, dat wil zeggen toepassingen waarbij formules in een andere vorm worden geschreven.

II Algebra 40 Ontbind de volgende uitdrukkingen in factoren: 5.13 a. a 2 16 b. a 2 1 c. a 2 144 d. a 2 81 e. a 2 121 5.14 a. a 2 36 b. a 2 4 c. a 2 169 d. a 2 256 e. a 2 1024 5.15 a. 4a 2 9 b. 9a 2 1 c. 16a 2 25 d. 25a 2 81 e. 144a 2 169 5.16 a. 36a 2 49 b. 64a 2 121 c. 400a 2 441 d. 196a 2 225 e. 144a 2 49 5.17 a. a 2 b 2 b. 4a 2 25b 2 c. 9a 2 b 2 d. 16a 2 81b 2 e. 196a 2 169b 2 5.18 a. a 2 b 2 4 b. a 2 b 2 625 c. 9a 2 b 2 25c 2 d. 25a 2 16b 2 c 2 e. 100a 2 b 2 9c 2 5.19 a. a 4 b 2 b. 25a 4 16b 2 c. 16a 4 b 4 d. 81a 4 16b 4 e. 256a 4 625b 4 5.20 a. a 4 b 2 1 b. a 2 b 4 c 2 c. a 4 81b 4 c 4 d. a 8 b 8 e. 256a 8 b 8 5.21 a. a 3 a b. 8a 2 50 c. 27a 2 12b 2 d. 125a 3 45a e. 600a 5 24a 3 5.22 a. 3a 2 b 3 27b b. 128a 3 b 3 18ab c. a 6 b 3 a 2 b d. 5a 3 b 3 c + 125abc e. 3a 2 b 3b

41 5 Merkwaardige producten 5.23 a. a 5 a b. 2a 5 32a c. a 5 b 5 81ab d. a 7 + 625a e. a 9 b 256ab 9 5.24 a. (a + 3) 2 (a + 2) 2 b. (2a 1) 2 (a + 2) 2 c. (a + 5) 2 (2a + 3) 2 d. (a + 1) 2 (3a 1) 2 e. (2a + 1) 2 (3a + 2) 2 Werk de haakjes uit: 5.25 a. (a 2)(a + 2) b. (a + 7)(a 7) c. (a 3)(a + 3) d. (a + 12)(a 12) e. (a 11)(a + 11) 5.26 a. (2a 5)(2a + 5) b. (3a 1)(3a + 1) c. (4a + 3)(4a 3) d. (9a 12)(9a + 12) e. (13a + 14)(13a 14) 5.27 a. (6a 9)(6a + 9) b. (15a 1)(15a + 1) c. (7a 8)(7a + 8) d. (16a + 5)(16a 5) e. (21a + 25)(21a 25) 5.28 a. (a 2 5)(a 2 + 5) b. (a 2 + 9)(a 2 9) c. (2a 2 3)(2a 2 + 3) d. (6a 2 5)(6a 2 + 5) e. (9a 2 11)(9a 2 + 11) 5.29 a. (a 3 4)(a 3 + 4) b. (a 5 + 10)(a 5 10) c. (9a 2 + 2)(9a 2 2) d. (11a 4 3)(11a 4 + 3) e. (12a 6 + 13)(12a 6 13) 5.30 a. (2a + 3b)(2a 3b) b. (6a 10b)(6a + 10b) c. (9a + 2b)(9a 2b) d. (7a 5b)(7a + 5b) e. (a 20b)(a + 20b) 5.31 a. (a 2 + b)(a 2 b) b. (2a 2 + 3b)(2a 2 3b) c. (5a 2 3b 2 )(5a 2 + 3b 2 ) d. (6a 2 11b 2 )(6a 2 + 11b 2 ) e. (13a 2 + 15b 2 )(13a 2 15b 2 ) 5.32 a. (a 3 + 2b 2 )(a 3 2b 2 ) b. (2a 2 + 9b 3 )(2a 2 9b 3 ) c. (5a 4 + 3b 3 )(5a 4 3b 3 ) d. (7a 2 19b 4 )(7a 2 + 19b 4 ) e. (15a 5 8b 4 )(15a 5 + 8b 4 )

II Algebra 42 5.33 a. (2ab + c)(2ab c) b. (3a 2 b + 2c)(3a 2 b 2c) c. (5ab 2 + c 2 )(5ab 2 c 2 ) d. (9a 2 b 2 4c 2 )(9a 2 b 2 + 4c 2 ) e. (18a 3 b 2 7c 3 )(18a 3 b 2 + 7c 3 ) 5.34 a. (2a 2 3bc 2 )(2a 2 + 3bc 2 ) b. (7a 3 b 8c 3 )(7a 3 b + 8c 3 ) c. (13a 5 b 3 + 14c 5 )(13a 5 b 3 14c 5 ) d. (5abc + 1)(5abc 1) e. (9a 2 bc 3 + 7)(9a 2 bc 3 7) Gemengde opgaven: werk steeds de haakjes uit 5.35 a. (a + 4) 2 b. (a + 4)(a 4) c. (a + 4)(a + 3) d. 4(a + 3) e. (a 4)(a + 3) 5.36 a. (a 7)(a + 6) b. (a + 7) 2 c. (a 6)(a + 6) d. (a 6) 2 e. (2a + 6)(a 6) 5.37 a. (a + 13) 2 b. (a 14) 2 c. (a + 13)(a 14) d. (a 13)(3a + 13) e. (13a 14)(14a + 13) 5.38 a. (2a + 8) 2 b. (a 8)(a 2) c. 2a(a 8) + a(a 2) d. (2a 8)(2a + 8) e. (2a + 4)(a + 2) 5.39 a. (a 17)(a + 4) b. (a 17) 2 c. (a + 17)(a 4) d. (4a 17)(4a + 17) e. (4a + 17)(17a 4) 5.40 a. (a + 21) 2 b. (a + 21)(a 12) c. (21a 12)(21a + 12) d. (a 12) 2 e. (12a 21)(a + 12) 5.41 a. (a 2 4)(a 2 + 2a + 1) b. (a 2)(a + 2)(a + 1) 2 c. ((a 1)(a + 1)) 2 d. (4a 2 + 24a + 9)(a 2 1) e. (a 1)(a + 1)(2a + 3) 2 5.42 a. (a 2 + 2a + 1)(a 2 2a + 1) b. (a + 1) 2 (a 1) 2 c. (a 2 1) 2 d. (2a + 3) 2 (2a 3) 2 e. (a + 1) 4

43 5 Merkwaardige producten 5.43 a. (a 2 + 1)(a 1)(a + 1) b. 2a(2a + 3)(2a 3) c. (a 2)(a 2 + 4)(a + 2) d. 6a 2 (3a 2 + 2)(3a 2 2) e. 2a(a 5)(a 2 + 25)(a + 5) 5.45 a. (a + 1) 2 + (a + 5) 2 b. (a + 5)(a 5) + (a 1) 2 c. (a + 1)(a + 5) (a 1)(a 5) d. (5a + 1)(a 1) + (a 5)(a + 1) e. (5a 1)(5a + 1) (5a 1) 2 5.47 a. (a 1)(a + 1)(a + 2)(a 2) b. (a + 5)(a 4)(a 5)(a + 4) c. (a 2 + 1)(a 2 1)(a 2 + 2)(a 2 2) d. (a + 2)(a + 1) 2 e. (a + 2) 3 5.44 Bereken uit het hoofd: a. 17 23 b. 45 55 c. 69 71 d. 93 87 e. 66 74 5.46 a. (3a 7)(3a + 7) (3a 7) 2 b. 3a(3a + 7) 7a(3a + 7) c. (9a + 2) 2 (a 2 2)(a 2 + 2) d. (a 2 + 2)(a 2 + 3) (a 2 2) 2 e. (a 2 1)(a 2 + 1) + (a 2 + 1) 2 5.48 a. 2a(a + 1) 2 3a(a + 3) 2 b. a(a + 2)(a 2) + a(a + 2) 2 c. 2a(a + 2)(a + 3) 3a(a 2)(a 3) d. 5a(a 5) 2 + 25(a + 5)(a 5) e. a 2 (a + 3)(a 1) (a 2 + 1)(a 2 3)

6 Breuken met letters Splits in breuken met slechts één term in de teller. 6.1 a. b. c. d. e. a + 3 a 3 2a + 3b a b a 2 + 3a + 1 a 2 3 2a b + 3 ab 3 2 5a b a 3 6.2 a. b. c. d. e. a 2 + b 2 a 2 b 2 ab + bc ca a 2b b 2 1 a 2 1 4abc + 5 c ab 5ab 2 abc ab c Breng onder één noemer. Werk daarna in het eindresultaat alle haakjes uit. 6.3 a. b. c. d. e. 6.5 a. b. c. d. e. 1 a 3 1 a + 3 1 a 3 + 1 a + 3 2 a 3 1 a + 3 1 a 3 + a a + 3 a a 3 a a + 3 a a b b a 2b 1 a b + 1 a + b 2 a b 2a a 2 1 a b + a 2a + 3b a + b a 3 a b a + 3 6.4 a. b. c. d. e. 6.6 a. b. c. d. e. a + 1 a 2 a 1 a + 3 a + 1 a 1 + a 1 a + 1 a a + 4 a a + 3 3a 5 a 1 + 2a + 3 a 2 4 a 4 + a 2 + a 2 a a + b a c a b a + c 2a + 1 a b + a 2 a + b 4 a a + 4b ab 4a + b a 5c b c + 2b + 3 a b a 4 + a + b 2 + a 4 a + b 44

45 6 Breuken met letters Splitsen en onder één noemer brengen Ook in breuken kunnen letters voorkomen. Voorbeelden: a + 3b 2a 5c, b a 2 1, a + b 1 + a 2 + b 2 Het worden gewone breuken zodra je getallen voor de letters invult. Het enige waar je bij dat invullen voor op moet passen, is dat de noemer niet nul mag worden. Zo mag je in de eerste breuk bijvoorbeeld niet a = 5 en c = 2 invullen, en in de tweede breuk niet a = 1 of a = 1. In het vervolg zullen we dergelijke voorwaarden meestal niet expliciet vermelden. We gaan er dan stilzwijgend van uit dat de getalswaarden van de letters, als ze gekozen worden, buiten deze verboden gebieden blijven. Het rekenen met breuken waarin letters voorkomen, gaat in principe op dezelfde manier als het rekenen met gewone breuken. Wat veel voorkomt, is het splitsen van breuken of het onder één noemer brengen als tussenstap bij het optellen of aftrekken. We geven een paar voorbeelden. Bij het eerste voorbeeld wordt de breuk uit elkaar gehaald en bij de andere voorbeelden worden de breuken eerst onder één noemer gebracht en vervolgens samengevoegd. 1. 2. 3. a + 3b 2a 5c = a 2a 5c + 3b 2a 5c (splitsen) a b b a = a2 ab b2 ab = a2 b 2 (onder één noemer brengen) ab 1 a 1 1 a + 1 = a + 1 (a 1)(a + 1) a 1 (a 1)(a + 1) = 2 a 2 1 4. a + 3b 2a 5 + b a 2 1 = (a + 3b)(a2 1) (2a 5)(a 2 1) + b(2a 5c) (a 2 1)(2a 5) = (a + 3b)(a2 1) + b(2a 5) (2a 5)(a 2 1) Indien gewenst kun je in het laatste voorbeeld in de teller en de noemer van het eindresultaat nog de haakjes uitwerken.

II Algebra 46 Vereenvoudig de volgende breuken zoveel mogelijk. 6.7 6.8 3a + 18 a. a 2 b + ab 2 9b 6 a. 3abc a 2 + a a b. 2 4a b. a + 1 a + 2a 2 4a 2 c. 4ab 3ab 2 2a 2 a c. a 2 abc a + 2b d. a 2 + 2ab + b 2 a 2 4b 2 d. a 2 b 2 ab + b 3 e. a 4 b 2 b 2 3b e. a 2 b Breng onder één noemer en vereenvoudig zo mogelijk. 6.9 a. b. c. d. e. 1 a 3 1 a 2 9 1 a 3 a a 2 9 a 2 + 1 a 3 a2 1 a + 3 b a b + a b a a 2 1 a 1 a2 + 1 a + 1 6.10 a. b. c. d. e. a + b a 2b a 2b a + b a 2 + ab a 2 b 2 + a 1 a a 2 4 2 4 a 2 3a 2b a b 4 a a 2a + 3b + 3a 4 + a 2a

47 6 Breuken met letters Breuken vereenvoudigen Net zoals bij gewone breuken, kun je ook bij breuken met letters soms vereenvoudigingen aanbrengen door teller en noemer door hetzelfde getal te delen: 3a + 9b 2 6a 3 = a + 3b2 2a 1 Teller en noemer zijn hier door 3 gedeeld. Ook delen door een letter is soms mogelijk: 7b b + 2b 3 = 7 1 + 2b 2 Er zit hier echter een addertje onder het gras: we hebben teller en noemer door b gedeeld, maar dat mag alleen als b = 0 is. Het linkerlid is voor b = 0 namelijk niet gedefinieerd (want dan staat er 0 0 ), terwijl het rechterlid voor b = 0 gewoon het getal 7 als uitkomst levert. Wanneer we precies zijn, moeten we dus eigenlijk zeggen Nog een voorbeeld: 7b b + 2b 3 = 7 1 + 2b 2 als b = 0 a 2 4 a 2 = (a 2)(a + 2) a 2 = a + 2 als a = 2 Hierin is de teller eerst via het merkwaardige product a 2 4 = (a 2)(a + 2) in twee factoren gesplitst, waarna een van beide factoren weggedeeld kon worden, met natuurlijk als voorwaarde dat die factor niet nul mag zijn, vandaar a = 2. In het volgende voorbeeld is de voorwaarde iets ingewikkelder omdat er twee letters in voorkomen: a 2 b 2 a + b = (a b)(a + b) a + b = a b als a + b = 0 Hierin levert de voorwaarde a + b = 0 dus oneindig veel combinaties van a en b op waarbij het linkerlid 0 0 geeft en dus niet gedefinieerd is, maar het rechterlid gewoon een getalswaarde voorstelt. Neem bijvoorbeeld a = 1 en b = 1, dan is het linkerlid 0 0, maar het rechterlid is 2. Of neem a = 137 en b = 137, waardoor het rechterlid 274 wordt terwijl het linkerlid weer 0 0 geeft.